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厌氧菌或称厌氧生物、厌气生物，是指一种不需要氧气生长的生物。它们大致上可以分为三种，即专性厌氧生物、兼性厌氧生物及耐氧厌氧生物 。人体内的厌氧生物多存在于消化系统中，有些种类的厌氧细菌会产生毒素。 厌氧生物可以是单细胞的（例如原生生物和细菌），但也可以是多细胞的（例如一些多毛纲生物）

专性厌氧生物

当暴露于有氧气的环境之下，有些厌氧生物会死亡。这种生物称为“专性厌氧生物”，它们是以发酵或无氧呼吸生存。在有氧的环境下，专性厌氧生物会出现缺乏超氧化物歧化酶及过氧化氢酶的情况，这些酶是可以帮助移走在专性厌氧生物细胞内的致命的超氧化物。

兼性厌氧生物

兼性厌氧生物是可以在有氧的环境中，利用当中的氧气进行有氧呼吸。但当在没有氧气的环境下，它们部分会进行发酵，而部分则进行无氧呼吸。影响作用转换的条件是氧气及可发酵物质的浓度。例如当有可发酵的糖给予啤酒酵母时，它的可观察氧气消耗会立即停止，这称为“巴斯德变异”。这是由于对比所产生的能量，用作呼吸作用而消耗的能量很多而不值得进行；直至当可发酵的物质出现，纵然从发酵所产生的能量远低于呼吸所产生的能量，啤酒酵母仍会选择进行发酵。这种由呼吸转变为发酵的过程相比逆向的过程为快，因为它已习惯透过发酵生长，线粒体需要时间来起动所致。

兼性厌氧细菌的例子有葡萄球菌属、棒状杆菌属、李斯特菌属等，而真菌中的酵母亦是兼性厌氧的。

耐氧厌氧生物

耐氧厌氧生物可以在有氧气的环境下生存，但它们不会使用氧气作为最终电子受体。所有的耐氧厌氧生物都是进行发酵的。

发酵

厌氧生物有多种的发酵作用路径，其中最常见的是乳酸发酵路径：

C₆H₁₂O₆ + 2二磷酸腺苷（ADP） + 2磷酸盐→ 2乳酸 + 2三磷酸腺苷（ATP）

此反应每摩尔所释放的能量约为150kJ，并保存在ATP中。在无氧呼吸中每一个单糖分子所释出的能量只有有氧呼吸的5%。

当氧气有所限制时，植物及真菌一般都是使用乙醇发酵：

C₆H₁₂O₆ + 2二磷酸腺苷 + 2磷酸盐→ 2 C₂H₅OH + 2CO₂ + 2三磷酸腺苷

所释放而保存在ATP中的能量约为每摩尔180kJ。

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